Анализ геологоразведочных материалов и рыночной конъюнктуры показал, что попутное извлечение одного из самых редких стратегических элементов периодической системы – рения – не всегда эффективно при переработке всего объема продуктивных урансодержащих растворов. Основная цель исследований – разработка эффективного способа извлечения рения из продуктивных растворов при скважинном подземном выщелачивании урана. Задачами исследований являлись: оценка возможности селективно-опережающего извлечения рения из руд способом скважинного подземного выщелачивания и сопоставление технологических преимуществ нового предлагаемого способа с известными. В работе использован анализ геологической, минералого-геохимической информации предыдущих лет изучения месторождения Добровольное и анализ технологических аспектов попутной добычи рения в мировой практике. Предложена селективно-опережающая схема извлечения рения из продуктивных сернокислых урановых растворов подземного выщелачивания урановых руд месторождения Добровольное (Курганская область, Россия) с использованием мобильных установок. Технология имеет следующие отличия: зонирование эксплуатационных блоков при сооружении закачных и откачных скважин; обвязку откачных селективных скважин в отдельный коллектор; осуществление опережающей сорбции рения. Ее осуществление дает возможность получать рений из экономически выгодных участков месторождения урана. Мобильная установка включает следующие основные узлы: фильтр для очистки (доочистки) от взвесей, каскад сорбционных аппаратов (сорбционных фильтров или колонн), соединительную арматуру, контрольно-измерительные приборы. Сорбционные аппараты заполняются селективным на рений ионитом. В качестве селективного сорбента для первичного концентрирования рения из сернокислых растворов (рН 2) могут быть использованы слабоосновные азотсодержащие иониты, содержащие функциональные группы аминов различного типа. При необходимости дальнейшего концентрирования рения с целью унификации используемого оборудования можно применить материалы с подвижной фазой экстрагента (твэксы или импрегнаты), например, ТВЭКС-ДИДА, содержащий диизододециламин, или импрегнат-ТАА, содержащий триалкиламин. Десорбция рения с этих материалов осуществляется раствором аммиака, что позволяет получить из элюата черновой перренат аммония. Оценены экономические аспекты селективно-опережающей технологии рения. Реализация технологии селективно-опережающего извлечения дает возможность получать рений из экономически выгодных участков месторождения урана.

Основной причиной снижения извлечения алмазов методом пенной сепарации является гидрофилизация их поверхности вследствие структурно или адгезионно закрепившихся на ней гипергенных минералов и выкристаллизованных из пересыщенной водной фазы техногенных пленок. Существенное повышение извлечения алмазов в концентрат пенной сепарации может быть достигнуто на основе комбинирования физических и физико-химических методов воздействия на твердую и жидкую фазу рудной пульпы, что определяет актуальность исследований. В качестве предмета исследований в процессе пенной сепарации использована проба кимберлитового материала с заданным содержанием алмазов крупностью 1,5–2 мм. Результатами термодинамических расчетов и экспериментальных исследований обоснована необходимость применения электрохимического кондиционирования оборотной воды для повышения эффективности очистки поверхности алмазов в операции пенной сепарации при применении технологии тепловой обработки исходного рудного питания. Использование бездиафрагменного электрохимического кондиционирования оборотной воды повышает эффективность термохимического растворения гидрофилизирующих образований на поверхности алмазов за счет снижения концентрации ионов кальция и карбоната, а также смещения рН среды до 6,1–6,5. Проведенными измерениями краевого угла смачивания показано, что максимальный эффект увеличения гидрофобности поверхности алмазов достигается при совместном применении тепловой и электрохимической обработки. Лабораторными исследованиями показана возможность повышения извлечения алмазов при флотации с применением электрохимического кондиционирования оборотной воды с 65,7 до 91,4 %. Выбраны оптимальные параметры бездиафрагменной электрохимической обработки оборотной воды цикла пенной сепарации в условиях применения технологии тепловой обработки пульпы: плотность тока 175–200 А/м² и расход электроэнергии 1,2–1,5 кВтч/м³. Проведенными на обогатительной фабрике № 3 Мирнинского ГОКа (г. Мирный, Якутия) испытаниями показано, что применение разработанного режима интенсификации процесса пенной сепарации с применением тепловой обработки пульпы и электрохимической бездиафрагменной обработки оборотной воды позволяет повысить извлечение алмазов из класса +0,5–2 мм на 4,9–5,1 %.

Касситерит-сульфидные и полиметаллические месторождения дальневосточного региона отрабатывались как открытым, так и подземным способами, что привело к появлению многочисленных горных выработок и хвостохранилищ (в период перестройки брошены без рекультивации), а также к формированию горнопромышленных техногенных систем. Сульфидная составляющая полезных ископаемых в горнопромышленной техногенной системе подвергается гипергенным и техногенным процессам (реакциям окисления и гидролиза). В результате формируются высококонцентрированные техногенные воды, из которых выпадают минералы из различных классов. В связи с этим сформулирована цель данной работы – показать возможность кристаллизации техногенных минералов из микропоровых растворов техногенных вод. При достижении данной цели решались следующие задачи: показать возможные реакции окисления и гидролиза техногенного минералообразования на хвостохранилищах; выявить Eh-pH параметры их выпадения из высококонцентрированных растворов; определить их возможные ассоциации. Исследования проведены с помощью натурных наблюдений и программного комплекса «Селектор». Полученные результаты позволяют продемонстрировать возможные химические реакции и физико-химические условия формирования минералов: Fe, Cu, Pb, Zn, Sb, Mg, Al и Ca из различных классов: оксидов и гидроксидов, сульфатов, карбонатов, арсенатов и силикатов. В статье впервые показаны реакции кристаллизации вторичных минералов (37 наименований) и их физико-химические условия. Установлено, что в интервале положительных температур кристаллизуются вторичные минералы: ярозит, питтицит, сидерит, тенорит, познякит, антлерит и ктенасит, а в криогенных условиях: скородит, халькантит, брошантит, церуссит, старкеит, эпсомит и ростит. Все остальные минералы, возможность выпадения которых показана в статье, кристаллизуются во всем рассматриваемом интервале – от –25 до +45 ºС. Натурные наблюдения и полученные при моделировании данные по формированию техногенных вод и кристаллизации вторичных минералов на поверхности и в толще хвостов обогащения на хвостохранилищах Дальнего Востока позволили показать высокую активность техногенных процессов. Так как хвостохранилища не рекультивированы, то процесс загрязнения окружающей среды, включая гидросферу, продлится на многие десятилетия.

Искусственное замораживание обеспечивает формирование вокруг строящегося ствола временного ледопородного ограждения (ЛПО), препятствующего проникновению подземных вод в ствол и повышающего прочность горных пород в окрестности незакреплённых стенок ствола до возведения постоянной крепи. Целью исследования является проведение теплотехнического расчета ЛПО с последующим теоретическим анализом изменения толщины ЛПО при переходе на стадию пассивного замораживания. Идея исследования заключается в определении этих технологических параметров исходя из условия поддержания проектной толщины ЛПО на стадии пассивного замораживания. Представлена методика и результаты теплотехнического расчета ЛПО для слоя глины применительно к случаю строившихся стволов одного калийного рудника в республике Беларусь. Теплотехнический расчет ЛПО проводился численно в программном комплексе ANSYS с использованием метода конечных элементов. Результаты численного многопараметрического моделирования позволили провести теоретический анализ уменьшения толщины ЛПО при переходе на стадию пассивного замораживания с более высокой температурой рассола. Исследовалось уменьшение толщины ЛПО как при нормальном режиме работы замораживающей станции, так и в аварийном режиме работы, связанном с выходом из строя одной из замораживающих колонок. Особое внимание при анализе уделялось исследованию влияния длительности стадии активного замораживания и расстояния между колонками на уменьшение толщины ЛПО. При анализе изменения толщины ЛПО при различных расстояниях между замораживающими колонками получено, что для наиболее распространенных расстояний между колонками в интервале от 1,1 до 1,3 м требуется соблюдать ограничения по длительности активного замораживания для предотвращения критического уменьшения толщины ЛПО на стадии пассивного замораживания либо уменьшать расстояние между замораживающими колонками. В этом случае будет обеспечено сохранение положительной динамики роста толщины ЛПО. Для рассмотренного в работе слоя глины и расстояний между колонками от 1,1 до 1,3 м минимальное время активного замораживания также составляет около 4,3 мес. В результате проведенного анализа определены такие технологические параметры системы замораживания (длительность стадии активного замораживания и расстояния между замораживающими колонками), при которых толщина ЛПО на стадии пассивного замораживания не становится ниже минимально-допустимых значений, рассчитанных из условий прочности и ползучести.

Ведение подземных горных работ сопряжено со значительными рисками техногенных аварий, которые могут носить катастрофический характер. Снижение последствий таких явлений напрямую зависит от достоверности и оперативности информации о состоянии параметров многих технологических процессов, горных выработок и объектов, в них расположенных. При выходе из строя штатных систем производственной телеметрии в условиях подземных горных работ создание новых информационных каналов и мест измерения информации становится практически невозможным при аварийном развитии ситуации, что предопределяет необходимость использования принципиально новых систем сбора и передачи информации, основанных на роботизированных автономных комплексах. Задача получения достоверной информации об обстановке в аварийной горной выработке с помощью беспилотных летательных аппаратов с целью принятия рациональных решений при ведении спасательной операции является актуальной. Целью статьи является разработка системы автоматического управления движением беспилотного летательного аппарата (БПЛА) в условиях ограниченного пространства горной выработки, при значительных возмущениях шахтного воздушного потока. Обоснована математическая модель движения БПЛА в шахтных условиях, основанная на углах Эйлера или кватернионах. Основным методом, позволяющим определять текущее положение летательного аппарата, принимается метод позиционирования с использованием радиомаяков путем триангуляции. Задачу синтеза системы автоматического управления движением беспилотного летательного аппарата предлагается решать с использованием иерархической многоконтурной системы управления. Алгоритм планирования маршрута сформирован на основе алгоритма Дейкстры. Для этой цели выполняется дискретизация пространства будущего движения, строится помеченный связный граф, на котором весами дуг являются расстояния между точками маршрута. Реализован модельный эксперимент. Среднее отклонение от запланированной траектории при полете на скорости 10 м/с при массе полезной нагрузки до 0,6 кг не превышает 1 м, а максимальное отклонение – недопустимо большое. При полете на скорости 6 м/с при массе полезной нагрузки до 0,6 кг среднее отклонение не превышает 0,3 м, а максимальное отклонение – 1,2 м. Результаты моделирования движения по маршруту навстречу возмущающему шахтному воздушному потоку показали, что система управления позволяет БПЛА с полезной нагрузкой 0,6 кг выдерживать встречный поток до 8 м/с. Получено, что при массе полезной нагрузки 0,6 кг тормозной путь не превышает 6 м, если летательный аппарат имел скорость 6 м/с, и тормозной путь не более 12 м при скорости движения 10 м/с. Проведенные модельные исследования подтверждают работоспособность разработанной системы автоматического управления движением.

Приоритетными направлениями развития добычи вольфрамо-молибденового сырья являются освоение новых месторождений и модернизация существующих горнодобывающих предприятий с целью повышения их эффективности. При модернизации горных производств внимание уделяется всем технологическим процессам и инженерным системам, трансформация которых должна быть направлена на повышение экономических показателей, в том числе и надежности. Исследования систем электроснабжения горных предприятий и режимов их работы являются актуальной задачей, так как этот класс инженерного обеспечения горных работ, вспомогательных процессов и объектов определяет конкурентоспособность предприятия в целом. В ходе исследований проведена оценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном руднике Тырныаузского месторождения (Кабардино-Балкарcкая Республика). Установлено, что при существующей схеме раздельного питания сетей напряжением 6 кВ от подстанций полные токи замыкания на землю для этих сетей соответственно равны: I₀₃₀ = 17,5А и I₀₁₁₆ = 12,2А и достигают предельных значений, при которых возможно их отключение разъединителями (предельный ток составляет 20А). Рекомендована формула полного тока замыкания на землю в подземных сетях напряжением 6 кВ. Показано, что надежность электроснабжения на указанном руднике, а также уровень опасности поражения электрическим током в электроустановках в значительной степени зависят от количества однофазных замыканий на землю. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны решения по улучшению эксплуатации электрических сетей, учитывающих структуру и режимы работы высокогорного рудника.

Сегодня, в реалиях экономической неопределенности и непредсказуемости, важно своевременно реагировать на новые вызовы, используя актуальные инструменты для принятия эффективных управленческих решений. В мировой практике одним из таких инструментов для эффективного управления проектами промышленных предприятий является PEST-анализ, функциональные возможности которого рассмотрены в данной работе. Цель исследования заключается в проведении PEST-анализа, рассмотрении и анализе факторов, оказывающих влияние на развитие Нивенского ГОКа, расположенного на территории Калининградской области, – экспортно-ориентированного инвестиционного проекта строительства нового промышленного предприятия с основным производством премиального минерального удобрения – сульфата калия. Посредством проведенного анализа полученных результатов в статье предложен ряд возможных превентивных мероприятий для нивелирования негативных факторов, а также для развития сильных сторон компании-оператора Нивенского ГОКа – ООО «К-Поташ Сервис». Таким образом, PEST-анализ ключевых микро- и макроэкономических факторов позволил комплексно оценить положение Нивенского ГОКа в создаваемой горно-химической промышленности Калининградской области. В работе установлена степень влияния на компанию и других внутренних и внешних факторов, включая возможности внедрения новых инновационных технологий в работу промышленного предприятия, тенденции развития рынка минеральных удобрений с учетом геополитического контекста. Выводы, рекомендации и предложения позволяют оценить компанию со стороны, а полученные результаты учитывать возможности развития промышленного предприятия при принятии стратегических и долгосрочных решений по развитию проекта. Основные результаты проведенного исследования могут быть использованы в качестве эффективных мер развития проекта нового промышленного предприятия – Нивенского ГОКа.